Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Основная обработка почвы при возделывании подсолнечника
1.1 Особенности обработки почвы под подсолнечник в различных агроэкологических условиях выращивания
1.2 Влияние основной обработки почвы на запасы продуктивной влаги в почве
1.3 Влияние основной обработки почвы на объемную массу почвы
1.4 Влияние основной обработки почвы на питательный режим почвы
1.5 Влияние основной обработки почвы на засоренность посевов
Глава 2 Природно-климатические условия зоны проведения исследований
2.1 Почва и растительность 45
2.2 Климатические условия 47
Глава 3. Методика и условия проведения экспериментов 50
3.1 Объекты исследования 50
3.1.1 Гибрид подсолнечника Казахстанский 341 50
3.1.2 Приемы обработки почвы 50
3.2 Методика проведения исследований 51
3.3 Учеты и наблюдения 53
3.4 Агрометеорологические условия проведения экспериментов
Глава 4 Оптимизация основной обработки почвы под подсолнечник
4.1 Полевая всхожесть семян подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы
4.2 Динамика запасов продуктивной влаги в почве в зависимости от основной обработки почвы
4.3 Влияние основной обработки почвы на плотность сложения пахотного слоя
4.4 Влияние основной обработки почвы на накопление зимних осадков и промерзание почвы
4.5 Влияние основной обработки почвы на азотный и фосфорный режимы почвы
4.6 Влияние основной обработки почвы на засоренность посевов подсолнечника
4.7 Влияние основной обработки почвы на накопление сухой биомассы подсолнечником
4.8 Влияние основной обработки почвы на урожайность и качество маслосемян подсолнечника
4.9 Экономическая эффективность выращивания подсолнечника при разных обработках почвы
Заключение 88
Предложения производству 90
Библиографический список 91
- Влияние основной обработки почвы на запасы продуктивной влаги в почве
- Влияние основной обработки почвы на питательный режим почвы
- Приемы обработки почвы
- Динамика запасов продуктивной влаги в почве в зависимости от основной обработки почвы
Введение к работе
Актуальность проблемы. В Казахстане одной из основных возделываемых масличных культур является подсолнечник. Семена его современных сортов и гибридов содержат более 50% масла и до 25% белка и служат хорошим сырьем для пищевой промышленности. Масло традиционно пользуется высоким спросом на внутреннем рынке, а жмых является ценным энергетическим кормом в рационах животных.
В Казахстане в настоящее время подсолнечник возделывается на площади 794,6 тыс. га, что составляет 50% от всех площадей, засеянных масличными культурами. В целях обеспечения продовольственной безопасности государством приняты меры по увеличению их производства. При этом производство подсолнечника планируется увеличить с 367,9 тыс. тонн в 2009 г. до 552,0 тыс. тонн к 2014 г. Широкий интерес к подсолнечнику проявляется и в Северном Казахстане. Здесь подсолнечник возделывается на площади 113,9 тыс. га, однако урожайность остается низкой - 0,44-0,92 т/га ().
Существует два пути повышения урожая и качества семян подсолнечника - селекционно-генетический и агротехнический. Если на первом пути достигнуты определенные результаты, то агротехнические показатели требуют совершенствования элементов агротехнологий возделывания подсолнечника (Васильев, 1990), которые должны осуществляться с учетом современных требований к ресурсосбережению.
Почвозащитная система земледелия, разработанная коллективом ученых бывшего ВНИИЗХ под руководством академика А.И. Бараева в 60-х годах двадцатого века, позволила замедлить процессы эрозии почвы и стабилизировать урожайность зерновых культур. В качестве основных компонентов в нее входили зернопаровые севообороты и плоскорезная обработка.
Мировая тенденция в современном земледелии ориентирована на нулевую обработку почвы. Во многих странах мира земледелие без обработки почвы уже ведется на больших площадях. Однако это не значит, что пары и обработку почвы надо вообще исключить из практики земледелия. Науке предстоит решить вопрос об оптимальных вариантах системы севооборотов и обработки почвы для каждой почвенно-климатической зоны (Сулейменов, 2009).
Несмотря на многочисленные исследования, проведенные в различных почвенно-климатических условиях (Белевцев, 1962; Бутлер, 1967; Кондратьев, 1972; Доспехов, 1978; Андрюхова, 1987; Губарева, 1991; Кураш, 2002; Бушнев, 2009; Гончаров, 2011 и многие другие), ученые не пришли к единому мнению о преимуществах той или иной технологии подготовки почвы под подсолнечник. Мало изучен этот вопрос и для условий Северного Казахстана, что определило необходимость проведения исследований по изучению технологии возделывания подсолнечника на основе минимизации приемов основной обработки почвы и мероприятий по уходу за посевами. Подобные исследования на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана не проводились.
Цель исследований: обосновать возможность минимизации обработки
почвы под подсолнечник на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана с целью получения урожая семян хорошего качества при снижении затрат и сохранения плодородия почвы. Задачи исследований:
выявить особенности накопления зимних осадков и динамики запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы при разных основных обработках почвы под подсолнечник;
изучить влияние основной обработки почвы под подсолнечник на плотность сложения пахотного слоя (0-30 см) почвы;
дать характеристику азотного и фосфорного режимов почвы при разных ее обработках под подсолнечник;
определить особенности формирования фитосанитарной ситуации в отношении сорняков посевах подсолнечника при разных обработки почвы;
установить влияние приемов основной обработки почвы на урожайность и качество маслосемян подсолнечника;
дать экономическую оценку приемов основной обработки почвы при возделывании подсолнечника на маслосемена.
Научная новизна работы. Впервые на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана на основе комплексной оценки агрофизических, агрохимических и биологических показателей дано обоснование возможности минимизации основной обработки почвы под подсолнечник, вплоть до прямого посева. Выявлены особенности влияния нулевой обработки почвы в сравнении с механическими на динамику запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, накопление зимних осадков, промерзание 1,5 метрового слоя почвы, фито-санитарного состояния посевов в отношении сорняков. Установлено, что плотность сложения пахотного слоя изменяется незначительно в зависимости от основной обработки почвы и находится в пределах оптимальной плотности почвы для роста и развития подсолнечника. Показано, что при прямом посеве подсолнечника по необработанной с осени стерне урожай маслосемян сопоставимого качества превышает таковой при механических обработках почвы, при этом затраты ниже, а чистый доход с гектара выше по сравнению с вариантами где применялась основная обработка почвы.
Основные положения, выносимые на защиту:
минимизация основной обработки почвы под подсолнечник вплоть до нулевой в условиях Северного Казахстана не приводит к существенным изменениям основных агроэкологических параметров чернозема южного карбонатного;
подсолнечник на маслосемена выгодно выращивать по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева, что обеспечивает получение урожая выше, чем при обработках почвы, при снижении затрат.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований и расчетов экономических показателей доказано, что на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана подсолнечник для получения маслосемян целесообразно выращивать по технологии прямого посева по необработанной с осени стерне, что обеспечивает получение урожая в среднем на уровне
0,92 т/га и дополнительного чистого дохода в 1,4-1,7 раза выше, чем при обработках почвы.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений производству и списка литературы. Работа изложена на 105 страницах, содержит 15 таблиц и 10 рисунков. Список литературы включает 145 наименований.
Влияние основной обработки почвы на запасы продуктивной влаги в почве
В засушливых регионах влага является основным лимитирующим фактором получения высоких и стабильных урожаев (Холмов, Юшкевич, 2006). Система обработки почвы заметно влияет на водный режим почвы в допо-севной период, что во многом предопределяет влагозапасы к посеву сельскохозяйственных культур.
По данным многолетних исследований, подсолнечник в первую треть своей жизни (до образования корзинок) расходует около 20% общего количства потребляемой влаги. Потребность в воде в этот период он удовлетворяет преимущественно за счет влаги, находящейся в горизонте почвы 0-40 см, а во влажные годы и за счет осадков. Период от образования соцветий и до массового цветения совпадает с интенсивным ростом стебля и листьев, характеризуется наибольшим потреблением влаги: в это время расходуется около 60% общей потребности. Эту влагу подсолнечник потребляет в основном из горизонта почвы глубиной 40-60 см, а в засушливые годы – и до 100 см. Во время цветения и образования семян расходуется около 20% влаги за счет ее запасов в слое почвы глубже 60 см или за счет осадков. Эти особенности в потреблении влаги свидетельствуют о прямой зависимости уровня урожайности подсолнечника от наличия в почве большего или меньшего запаса влаги, которая образуется за счет осенне-зимних и частично весенних осадков. Кроме того, при различных способах обработки почвы содержание влаги в ней будет различным, а поэтому это должно повлиять на урожайность подсолнечника (Кураш, 2002).
Одной из основных причин пустозерности корзинки подсолнечника является обеспеченность растений влагой. Поэтому разработка мероприятий по борьбе с пустозерностью должна идти по линии включения в агрокомплекс тех мероприятий, которые способствуют накоплению влаги во всем корне-обитаемом слое почвы и рациональному ее расходованию. Следовательно, борьба с пустозерностью должна идти не в период цветения подсолнечника, а задолго до его посева, вслед за уборкой предшествующей культуры и во время всей вегетации растений (Морозов, 1968).
Хотя у подсолнечника мощная корневая система, достигающая до 3 метров (Миннуллин, 2005), исследования А.Я Максимовой (1940) и Б.А. Чи-жова (1931) показали, что на выщелоченном черноземе основная масса корневой системы подсолнечника находится в 100 см слое почвы. А в зависимости от года основная масса может находиться в слое 0-25 см, что наблюдается на темно-каштановой почве. Из вышеизложенного следует, что основная обработка почвы – достаточно важный агротехнический прием, который будет влиять на водопроницаемость и накопление влаги в необходимо важном слое почвы.
Водный режим чернозема южного карбонатного относится к непромывному типу. Промачивание почвы осадками происходит в основном до глубины 40-70 см (Попков, 1971). Пополнение запасов почвенной влаги происходит за счет осадков не вегетационного периода. Основным резервом почвенного увлажнения являются зимние осадки.
Эффективность использования влаги осадков зависит от комплекса агротехнических мероприятий, направленных на накопление, сохранение влаги в почве и ее продуктивное использование. Этой проблеме посвящен целый ряд работ.
С 1957 г. повсеместно внедрялась система основной обработки почвы, которая предусматривала вслед за уборкой проводить глубокую вспашку почвы с выравниванием ее поверхности. При вспашке не обеспечивалось рациональное использование атмосферных осадков, особенно в остро засушливых условиях. Снежный покров со вспаханных полей сдувался в овраги и балки. Оголенная почва промерзала на значительную глубину и плохо впитывала талые воды. На вспаханных полях развивалась водная и ветровая эрозии. В результате урожаи сельскохозяйственных культур, особенно в острозасушливые годы, были низкими (Семенов, 1973).
В связи с этим была разработана новая система обработки почвы – почвозащитная. Основой этой системы являлась сохранение при обработке почвы пожнивных остатков на поверхности полей. Так, например, при исследовании на черноземах Омской области шести контрастных вариантов основной обработки почвы: отвальной гребнистой и выровненной зяби, комбинированной (чередование отвальной – 350 см и безотвальной зяби – 175 см), безотвальной на глубину 25-30 см, плоскорезной на 14-16 см и весеннего лущения на 10-12 см, было показано, что на стерневых фонах были большие запасы как общей, так и продуктивной влаги, что положительно сказалось на микробиологической активности почвы, росте и развитии растений, а также на урожае (Фольмер, 1975).
Аналогичные результаты получены в опытах В.А. Корчагина (1967-1976) на черноземах Среднего Поволжья, А.Н. Васецкой (1967-1975) на Северо-Казахстанской опытной станции, Н.М. Бакаева (1975) на полях ВНИИЗХ, и многих других ученых.
При изучении влияния обработки почвы на формирование весеннего продуктивного запаса влаги было установлено, что после стерневого предшественника глубина промачивания по плоскорезной обработке была на 10 см, по комбинированной – на 20 см выше, чем по вспашке. В слое 0-40 см продуктивной влаги содержалось соответственно на 18 и 22 мм больше, чем по отвальной обработке (Акеньтьева, Чижова, 1989).
В условиях южных и юго-восточных районов Центрального Черноземья основная подготовка почвы под подсолнечник (вспашка и плоскорезная обработка) на равную глубину существенно не влияли на накопление влаги. Но расход влаги в течение вегетации подсолнечника по плоскорезной основной обработке был меньшим: в среднем под посевами подсолнечника суммарное водопотребление по вспашке составило 340,2 мм, по плоскорезной обработке – 321,8 мм, а коэффициент водопотребления соответственно – 147 и 144 м3/ц (Андрюхов, 1987).
В условиях Северного Казахстана встречаются такие явления, когда выпавший первый снег осенью тает и, переувлажнив верхние горизонты почвы, промерзает. Вследствие этого при таянии снежного покрова весной влага усваивается плохо. Одним из способов повышения водопроницаемости мерзлых почв может быть осеннее щелевание (Колмаков, Нестеренко, 1981).
Результаты исследований, проведенных во ВНИИЗПЭ, позволяют предположить возможность использования щелевания почвы осенью с целью повышения ее водопроницаемости и поглощения стока талых вод при возделывании пропашных культур (Ванин и др., 1977).
Исследованиями СибНИИСХ установлено, что для улучшения водного режима черноземных почв глубину плоскорезной обработки осенью можно сократить до 7-8 см, а под покровом этого слоя создать щели для накопления в глубоких слоях почвы талых и ливневых вод. При щелевании можно сохранить оптимальное сложение почвы и одновременно улучшить ее водопроницаемость (Милащенко, 1977).
На черноземах Киевской области результаты наблюдений за режимом влажности показали, что влагозапасы в почве после схода снега на вариантах с применением вспашки с почвоуглублением, плоскорезной обработки и ще-левания были выше, чем после вспашки, на 24-35 мм. В годы с активным снеготаянием, обуславливающим формирование значительного стока, за счет эффективного действия щелевания дополнительно накапливалось до 30-60 мм продуктивной влаги (Тарарико и др., 1983).
В Северном Казахстане при сравнении щелевания с плоскорезной обработкой в среднем за три года лучшее усвоение талых вод отмечалось при нарезке щелей глубиной 40-45 см на расстоянии 1,0 м друг от друга и при плоскорезной обработке на 25-27 см (Васько, 1986).
Влияние основной обработки почвы на питательный режим почвы
Подсолнечник потребляет значительно больше питательных веществ, чем зерновые культуры. В среднем на образование одного центнера семян подсолнечник потребляет азота 6 кг, фосфорной кислоты - 2,6 кг и окиси калия 18,6 кг. Подсолнечник относится к культурам с растянутым периодом потребления питательных веществ, при этом различные элементы питания поступают в растение неравномерно (Фенелонова, 1973). Наибольшее количество фосфора потребляется от всходов до цветения. Ко времени образования корзинки подсолнечник потребляет около половины, а к цветению – примерно всего необходимого ему фосфора. Максимум поступления азота наблюдается в период от начала образования корзинки до конца цветения, а калия – от образования корзинки до созревания (Майсурян и др., 1971).
Как было сказано выше, основными элементами питания подсолнечника является азот, фосфор и калий, поэтому подсолнечник положительно отзывается на внесение азотных, фосфорных удобрений и в то же время поглощает большое количество азота и фосфора из почвенных запасов, часто не доступных зерновым культурам. Несмотря на потребление значительного количества К2О, на черноземных почвах он не реагирует на внесение калийных удобрений, так как в этих почвах большие запасы природного калия (Васильев, 1990).
Количество потребляемых подсолнечником элементов питания из почвы зависит от особенностей сортов и гибридов, продолжительности их вегетационного периода и ассимиляционной активности листьев, погодных и почвенных условий, влагообеспеченности и плодородия почвы, а также от технологии возделывания.
При различных технологиях возделывания основное влияние на изменение пищевого режима пахотного слоя почвы оказывает обработка почвы. Так, при сравнении вспашки и плоскорезного рыхления в Северном Казахстане на темно-каштановых почвах были сделаны выводы, что вспашка почвы способствует накоплению в пахотном слое нитратов, а ветровая эрозия – потерям питательных веществ из почвы. Плоскорезная обработка мобилизует фосфор и кальций, сужает соотношение между N и P в почве, предупреждает ветровую эрозию, но вызывает дифференциацию пахотного слоя в отношении плодородия (Роктанэн, Рылушкин, Лазник, 1977).
В конце семидесятых годов главная причина отказа на Украине от плуга заключалась в больших преимуществах бесплужной обработки почвы по сравнению со вспашкой. При вспашке гумусовый слой почвы чрезмерно разрыхляется, что способствует усилению минерализации органического вещества. На первых порах это позволяет получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, но затем из-за уменьшения содержания гумуса и ухудшения агрофизических свойств почвы ее потенциальное и эффективное плодородие падает (Шикула, 1980).
На черноземах степной зоны Украины при изучении влияния систематического применения безотвальной обработки почвы в течение 5; 8 и 19 лет на содержание органического вещества были получены данные, свидетельствующие о том, что содержание подвижных форм гумусовых веществ – водно-и щелочно-растворимых – в черноземах обыкновенных и южных под влиянием длительного применения обработки без оборота пласта увеличилось по сравнению с ежегодной вспашкой. Вместе с тем в абсолютном выражении эти различия не столь значительны, чтобы они могли существенным образом повлиять на изменение общего содержания гумуса (Горбачева, 1983).
Некоторые исследования не подтвердили исключительное преимущество плоскорезной обработки по сравнению со вспашкой в создании лучших условий фосфорного питания растений (Никифоренко, 1984). В тоже время подсолнечник способен давать высокие урожаи без применения удобрений на почвах с очень низкой для других культур обеспеченностью почвы фосфором (Буянкин, 1985). Было установлено, что наибольшее содержание подвижных питательных веществ, ферментов, ростовых веществ, микроорганизмов сосредоточено при отвальной вспашке – в слое 15-30 см, при бесплужной обработке – 0-15 см (Моргун, Шикула, 1984). Авторы сделали вывод, что при бесплужной обработке в первые годы азотный режим может или немного улучшаться, или, чаще всего, ухудшаться, в зависимости от конкретных условий почв, погоды, наличие мульчи и т.п. Что касается фосфатного режима почвы, то бесплужная обработка способствует значительному улучшению фосфатного режима почв как при внесении минеральных удобрений, так и без них. Калийный режим почв при систематической бесплужной обработке подвержен таким же значительным изменениям, как и фосфатный. В итоге, бесплужная обработка с оставлением на поверхности почвы стерни и других пожнивных остатков усиливает культурный почвообразовательный процесс, способствующий увеличению содержания в корнеобитаемом слое подвижных питательных веществ.
Многие исследователи указывают на важное значение оптимального соотношения усвояемых форм азота и фосфора в почве, обуславливающего нормальный процесс обмена веществ в растениях, а в итоге и уровень их продуктивности. Опытами П.П. Колмакова и А.М. Нестеренко (1981), проведенными на черноземах южных карбонатных, показано, что оптимальное отношение этих элементов питания колеблется в пределах от 6:1 до 4:1. Исходя из этих показателей, можно утверждать, что в вариантах пара, обработанных только гербицидами или сочетанием одной плоскорезной обработки с химическими, отношение NO3 : P2O5 было более благоприятным, чем на контроле (четыре плоскорезные обработки плюс глубокое рыхление). Также был сделан вывод, что после окончания одной ротации севооборота потери гумуса при минимальных обработках почвы сократились.
Приемы обработки почвы
В опыте изучали две основных обработки почвы под подсолнечник: глубокое рыхление на 25-27 см, щелевание на 27-30 см и вариант без обработки почвы. Глубокое рыхление. При глубоком рыхлении плоскорезом глубокорыхлителем обрабатываемый слой, в нашем случае 25-27 см, подрезается, рыхлится, но не оборачивается. На поверхности почвы сохраняется до 80% стерни (Иванников, Шрамко, Мукажанов, 1999). Глубокое рыхление придает обрабатываемому слою почвы высокую водопроницаемость и обеспечивает хорошее усвоение талой воды весной (Васько, 1976). Щелевание. Этот прием глубокой обработки для регулирования поверхности стока на склонах и для более полного поглощения атмосферных осадков. Щелевание - прием, обеспечивающий глубокое прорезание почвы с целью повышения водопроницаемости. При нарезке щелей стенки их уплотняются, а сами щели заполняются рыхлой осыпавшейся почвой (Воробьев, Буров, Туликов, 1977). Без основной обработки почвы (нулевая обработка). Предполагает отсутствие нарушения почвенного покрова, т.е. оставление стерни предшественника в зимний период и посев проводится без предварительной обработки почвы (Ресурсосберегающие технологии…, 2009).
Опыты по изучению влияния обработки почвы на урожайность масло-семян подсолнечника закладывали в 2009-2011 гг. на опытном поле Научно-производственного центра им. А.И. Бараева в Акмолинской области, расположенном в зоне южных карбонатных черноземов.
Для реализации поставленной цели закладывали однофакторный полевом эксперимент в 3-х кратном повторении согласно методике полевых исследований (Доспехов, 1985). Размещение делянок рендомизированое (рис. 1). В опыте изучали следующие варианты осенней обработки почвы с соответствующими способами предпосевной подготовки почвы и посева подсолнечника: 1. Без обработки почвы (нулевая обработка), прямой посев переоборудованной сеялкой СЗС-2,1 с дисковыми сошниками; 2. Щелевание почвы на 27-30 см (ЩР-4,5, расстояние между стойками 0,5 м), предпосевная культивация на глубину заделки семян и посев сеялкой СЗС-2,1; 3. Глубокая плоскорезная обработка на 25-27 см плоскорезом глубокорыхлителем (ПГ-3-5), весеннее боронование с целью выравнивания поверхности почвы и закрытия влаги и механическая предпосевная обработка почвы на глубину заделки семян, посев сеялкой СЗС-2,1.
Опыт закладывали в 4-польном плодосменном севообороте с чередованием культур: пар – пшеница – пшеница – пшеница – подсолнечник. Площадь делянки - 120 м2, размер делянки 4 м x 30 м. Защитные полосы между повторениями – 24 м, между обработками – 12 м. Пар – черный (4 мелких плоскорезных обработки на глубину 10-12 см и одна глубокая на 25-27 см). Пшеницу возделывали по технологии прямого посева, где впоследствии размещали варианты глубокого рыхления и щелевания под подсолнечник. В варианте прямого посева подсолнечника под предшествующую пшеницу механических обработок почвы не проводили, перед прямым посевом применяли гербицид сплошного действия.
Подсолнечник высевали 10-14.05 на глубину 5-6 см с нормой высева 50-60 тыс. всхожих семян на гектар. При выращивании подсолнечника по всем изучаемым обработкам почвы в фазе 5-8 листьев культуры против мят-ликовых сорняков применяли гербицид Фюзилад форте (1,5-1,8 л/га). Кроме того, там, где осенью оставляли стерню (2009-2010 гг.), до появления всходов подсолнечника весной вносили Раундап (2 л/га).
С целью определения влияния основной обработки почвы на урожайность маслосемян подсолнечника изучали следующие показатели: накопление зимних осадков, запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, азотный и фосфорный режимы почвы, засоренность посевов, нарастание сухой массы подсолнечника, урожайность и качество маслосемян.
Определение высоты снежного покрова проводили в конце зимы снегомерной рейкой в 10 точках каждой делянки. Плотность снега определяли одновременно с высотой снежного покрова весовым плотномером ПС-43 в 5-ти точках каждой делянки. По данным высоты и плотности снега рассчитывали запасы воды в снежном покрове (Методы изучения…, 1971).
Наблюдения за глубиной промерзания или проникания в грунт нулевой температуры проводили с начала промерзания до полного оттаивания грунта через каждые 20 дней после наступления отрицательной температуры воздуха согласно ГОСТ – 24847-81. Запас влаги в почве определяли по методике Н.М. Бакаева, И.А. Васько (1975) в метровом слое почвы перед уходом в зиму, после схода снега, перед посевом, в фазу цветения и перед уборкой в 4-х точках на всех вариантах опыта. Объмную массу почвы (плотность сложения) по 10 см слоям до глубины 0,3 метра в 3-кратной повторности перед посевом и после уборки определяли по методу Н.А. Качинского (Методы исследований..., 1986). В фазе 2-4 настоящих листьев подсолнечника учитывали густоту стояния растений путем накладки в междурядья посева линейных планок, длина которых при междурядьях 70 см – 144 см. Число пунктов накладки на делянке – 10, что составляет 10 м2 .
Динамика запасов продуктивной влаги в почве в зависимости от основной обработки почвы
По данным науки и практики, в засушливых регионах урожайность сельскохозяйственных культур ограничивается влагообеспеченностью (Попков, 1971; Холмов, Юшкевич, 2006; Похоруков, 2012а; Похоруков, Власенко, 2012). Поэтому необходимо осуществлять все меры для накоп ления и сохранения почвенной влаги и рационального сберегающего ее использования растениями.
Наши исследования по изучению влияния основной обработки почвы на накопление продуктивной влаги показали, что запасы влаги в метровом слое почвы изменялись в зависимости от приема обработки почвы в течение вегетации культуры (рис. 2). Осенью, перед установлением отрицательной температуры, содержание продуктивной влаги, как при обработке почвы, так и без нее находилось в пределах от 51,2 до 54,5 мм.
Запасы воды в снеге зависели от сохранения стерни на поверхности почвы. Так, на варианте с оставлением стерни высотой 25-27 см этот показатель составил 65,3 мм, а при осенних обработках почвы сохранность стерни была ниже из-за прохода стойками щелевателя и плоскореза и запасы воды в снеге были немного ниже: в первом случае на 4,2 мм, во втором -на 9,3 мм (табл. 4).
Весной после схода снега на варианте с проведением щелевания, количество продуктивной влаги в метровом слое почвы было наибольшим и составило 116,4 мм. При глубокой плоскорезной обработке этот показатель был ниже на 5,4 мм, а при нулевой обработке снижался существенно – на 18,5 мм за счет более плотного сложения почвы и, в связи этим, с худшим впитыванием влаги на этом варианте. Осадки от схода снега до посева во все годы исследования были незначительными и составили в 2009 г. 7,3 мм, в 2010 г. – 11,2 мм и при полном их отсутствии в 2011 г. По показателю запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева культуры плоскорезная обработка превосходила щелева-ние на 11,6 мм, а вариант без обработки почвы – на 6,5 мм, т.е. находилась в наиболее выигрышном положении за счет лучшей аккумуляции осадков в период от схода снега до посева. Однако запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы во всех случаях были удовлетворительными (Васильев и др., 2004).
К фазе цветения подсолнечника наибольший показатель продуктивной влаги был при прямом посеве (45,7 мм), что выше на 6,7 и 12,9 мм в сравнении с щелеванием и глубокой плоскорезной обработкой. Период цветения (8-10 дней) особенно важен для подсолнечника, так как по отношению к влаге считается критическим. К началу цветения рост стебля в ос новном завершается, но корневая система продолжает расти, достигая более глубоких горизонтов почвы, особенно если влага в верхних слоях полностью использована. К уборке запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы выравнивались и находились в пределах 24,7-27,9 мм.
Таким образом, при практически равных запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы осенью (51,2-54,5 мм) при всех обработках почвы, весной формируется разное количество продуктивной влаги на этих вариантах. Наибольший запас влаги (103,5 мм) фиксируется при плоскорезном рыхлении на 25-27 см, при том, что наибольший запас воды в снеге (61,1-65,3 мм) был на вариантах щелевания на 27-30 см и без обработки почвы. В фазе цветения подсолнечника максимальный запас влаги (45,7 мм) отмечен на варианте без обработки почвы, что важно для растений подсолнечника, так как культура наиболее требовательна к влаге в этот период. Это объясняется меньшим испарением с поверхности почвы за счет не нарушенного слоя почвы и оставлением растительных остатков. К уборке подсолнечника независимо от обработки почвы содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы выравнивалась.
Важнейшим показателем физического состояния почвы является ее объемная масса или плотность, т.е. масса одного кубического сантиметра абсолютно сухой почвы в граммах при ее естественном сложении (Иванни-ков, Шрамко, Мукажанов, 1999). Известно, что любая обработка почвы влияет на плотность сложения пахотного слоя почвы (Ревут, 1964, Кузнецова, Долгов, 1975).
Наши исследования показали, что в среднем за три года объемная масса в 0-30 см слое почвы перед посевом подсолнечника изменялась незначительно в зависимости от осенней обработки почвы, вероятно, в связи с тем, что посев подсолнечника проводился в ранние сроки (10-14 мая) и влажность почвы в пахотном слое была высокая (Похоруков, Власенко, 2012). Продуктивная влага в период отбора почвенных образцов в слое 0-30 см составляла от 12,7 до 16,0 мм в зависимости от основной обработки почвы (табл. 5). Запасы продуктивной влаги тесно связаны с плотностью почвы, коэффициент корреляции в нашем случае составил 0,8. И, таким образом, чем выше запас продуктивной влаги в почве, тем выше ее объемная масса. В начальный период развития подсолнечника очень важно содержание продуктивной влаги в посевном слое почвы. Запасы продуктивной влаги в 0-10 см слое при плоскорезной обработке почвы на 25-27 см составляли 6,3 мм при объемной массе 1,00 г/см3, при щелевании на 27-30 см – 7,3 мм при 1,06 г/см3 и на варианте без основной обработки почвы - 10,7 мм при 1,05 г/см3. Т.е. при примерно одинаковой плотности почвы лучшие условия по увлажнению были в варианте без основной обработки почвы. В пахотном 0-30 см слое более рыхлое сложение почвы было при плоскорезном рыхлении на 25-27 см - объемная масса составила 1,04 г/см3, при щелевании на 27-30 см и на варианте нулевой обработки почвы она была немного выше – 1,07 и 1,08 г/см3 соответственно (рис. 3). При этом объемная масса почвы в слоях 10-20 и 20-30 см в варианте прямого посева составила 1,10 г/ см3, тогда как при осенних механических обработках этот показатель имел тенденцию к снижению на 2,7-3,6%.
К моменту уборки подсолнечника плотность сложения почвы в слое 0-30 см увеличивалась во всех вариантах обработки за счет уплотнения слоев 10-20 и 20-30 см (рис. 4), в то время как в слое 0-10 см этот показатель практически не различался по вариантам и варьировал от 1,02 до 1,05 г/см3. Исследования показали, что уплотнение 10-20 и 20-30 см слоев почвы происходило по-разному в зависимости от года исследований. В 2009 г. при сумме атмосферных осадков 198,5 мм от посева до уборки подсолнечника и при среднесуточной температуре воздуха +14,8С объемная масса почвы при плоскорезном рыхлении на 25-27 см составила в слое 10-20 см – 1,12 г/см3, в слое 20-30 см – 1,21 г/см3, тогда как при щелевании на 27-30 см этот показатель был равен 1,18 и 1,22 г/см3 соответственно (табл. 6). На варианте без основной обработки почвы эти слои были более плотными, и объемная масса их составила в слое 10-20 см – 1,28 г/см3, в слое 20-30 см – 1,29 г/см3. В 2010 г. при сумме осадков 64,8 мм и повышенной среднесуточной температуре воздуха +16,5С объемная масса на вариантах с механической обработкой почвы была выше и составила при плоскорезном рыхлении в слое 10-20 см 1,20 г/см3, в слое 20-30 см – 1,32 г/см3.
